Page 230 - BİLSEM FİZİK ALANI YARDIMCI DERS MATERYALİ

FİZİK
için enerji ihtiyacını karşılayabileceğimiz bir sistem tasarlanacaktır.
Bu etkinlik kapsamında aşağıdaki alt problemlere de değinilerek bu problemlerin çözümüne yönelik çalış- malar gerçekleştirilebilir.
• Mars yüzeyinde keşif yapan bir kara ya da hava taşıtı tasarlayınız. Hangi sistem ve enerjiyle nasıl çalışa- cağını, hangi malzemeden yapıldığını, hızını ayrıntılı olarak anlatınız.
• Mars’ta tarım yapmak için şartları değerlendiriniz. Su, toprak, hava ve iklim şartlarının bir ön araştır- masını ortaya koyunuz.
• Mars’ta kullanılmak üzere astronot kıyafetlerini koruyucu ve dayanıklı olacak şekilde basınç, sıcaklık ve ışık etmenlerini göz önüne alarak tasarlayınız.
• Tasarımlarınızı atık malzemeler kullanarak maket hâlinde/çizim programlarını kullanarak/sözlü su- num yaparak/yazılı olarak sunabilirsiniz.
3. Probleme Yönelik Geçici Çözüm Önerileri Geliştirme
Problemin çözümüne yönelik gerekli bilgilerin tanımlanması ve bu bilgilerin hangi kaynaklardan edinile- ceğine yönelik bir tartışma gerçekleştirilir. Öğrenciler probleme yönelik geçici çözüm önerilerini ortaya koya- bilmesi için termodinamik yasalarıyla ilgili araştırmalar yapar.
Termodinamiğin 1. Yasası: Sisteme verilen ısı, sistemin enerjisini artırır ve sistem dışarıya iş yapar. Bu enerjinin korunumunun bir ifadesidir (Buche ve Jerde, 2000).
Termodinamiğin 2. Yasası: Entropi, sistemin düzensizliğinin bir ölçüsüdür. Yalıtılmış bir sistemin ken- diliğinden değişimine izin verilirse sistem entropisini artıracak veya en azından sabit tutacak şekilde değişir. Çok düşük olasılıklı bir durumda sistem çok düzenlidir ve entropi sıfırdır. Daha olası durumlarda sistemin düzensizliği büyür ve entropi artar. Bu yasa zamanın yönünü açıklar ve evrenin durmaksızın düzensizliğe gittiğini söyler (Buche ve Jerde, 2000). Başka bir açıdan baktığımızda ısı enerjisini %100 mekanik enerjiye dö- nüştüren bir makine fiziksel olarak imkânsızdır (Fishbane, Gasiorowicz ve Thornton, 1996).
Termodinamik 1. yasaya uymayan hiçbir olay gerçekleşmez. Bununla birlikte birçok olay termodinamik 1. yasaya uysa bile gerçekleşmez. Örneğin yerdeki bir taş içindeki ve etrafındaki ısıl enerjiyi kullanarak havaya fırlayamaz. Ya da sıcak su-buz karışımı dengeye gelir, enerji korunur ancak hiçbir zaman buz daha soğuk, su daha sıcak olmaz (Buche ve Jerde, 2000).
Termodinamiğin 3. Yasası: Bir maddenin sıcaklığını sonlu mertebede işlemle mutlak sıfıra indirmek im- kânsızdır.
Termodinamiğin Sıfırıncı Yasası: Termodinamiğin bu en basit yasası, diğerlerinden yarım asır sonra bu- lunmuştur. 1. yasadan önce adlandırılabilmesi için adı sıfırıncı yasa olmuştur. Bu yasaya göre bir sistem iki farklı sistemle termodinamik dengedeyse bu sistemler de birbiriyle termodinamik dengededir. Yani, sistemle- rin arasında ısı veya madde alışverişi olmuyorsa bu sistemler, termodinamik dengededir. Sistemler bir denge sıcaklığındadır.
Termoelektrik etki/Seebeck etkisi/Peltier etkisini ve nerelerde kullanıldığını araştırınız. Mars’taki en yük- sek ve en düşük sıcaklıklar göz önüne alınarak, enerji ihtiyacını gidermeye yönelik olarak sıcaklık farkı ile elektrik enerjisi oluşturabilen bir düzenek tasarlanacaktır.
228